みなさんの“?”を解決 家づくりの知識

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熱貫流 

1)熱貫流

伝導・対流・放射の3要素で熱エネルギーは物から物へと伝わっていきますが、現実の熱移動はこの3要素が混在して起きています。
そのため、現実の熱の流れは3要素をひとまとめにした「熱貫流」という概念を設定します。


熱貫流とは建物の室内と屋外のように、一方の空気から壁や屋根などを貫通して他方の空気まで熱が伝わる一連の現象(熱伝達→伝導→熱伝達)をまとめたものです。

冬期の建物外壁の熱移動を考えると、熱は高温の室内空気から熱伝達で壁の室内側表面に歌えられます。
次に、室内側表面から壁体中を熱伝導で室外側表面に、そして壁の室外側表面から再び熱伝達で低温の屋外空気に伝えられます。

熱貫流のイメージ.jpg

2)熱貫流率、総合熱貫流率、熱損失係数

熱貫流による熱の伝わり"やすさ"を熱貫流率(W/㎡・K)と呼び

「内外の温度差が1℃のときに1㎡当たりに貫流する熱量」を表しています。

また、この逆数は熱の伝わり"にくさ"を表す熱貫流抵抗(㎡・K/W)となります。


サッシなど開口部の断熱性能を表示するときには熱貫流率が用いられます。また、この熱貫流率は「U値」と呼ばれる場合もあります(以前はK値という表記でしたが、U値に統一される流れになっています)。

それから、建物全体でみた時の断熱性能を示す指標として総合熱貫流率が用いられます。
これは「建物内部の室温が外気温よりも1℃高い時に建物全体から外気に逃げる熱量」のことであり、各壁、天井、床の熱貫流に加えて換気による熱移動も勘案します。

総合熱貫流率の値が小さいほど熱は外部に逃げにくく保温性能が高いといえます。

ただし、熱損失は、建物の規模も大きく左右されるため、その影響を取り除いて保温性能を比較しやすくする目的として、総合熱貫流率を延床面積で割った値が一般的に用いられます。
これが建物の断熱性能を示す指標である熱損失係数(Q値)です。

この熱損失係数(Q値)は建物の熱保温性能を示す極めて重要な指標であり、設計者はその意味を知っておくことはもちろん、設計する建物について、Q値を求められるようにしておかなければなりません。

なお、Q値の求め方は別項で詳しく解説します。

3)中空層での伝熱

中空層には一定の断熱効果があります。

対流が生じないような中空層では、伝熱は伝導と放射によって行われ、この表で示された数値はとくに反射に留意しない通常の建材(放射率0.9)のときの熱抵抗値です。

この時、放射による伝熱を遮断するために、中空層に用いるアルミなどの放射率の低い素材を張った製品も発売されています。

なお、固体同士が接するような、中空層ではない材料間に放射率の低い素材を張っても、そこでは伝導での熱移動しか起こらないため効果はありません。

熱貫流率の計算例.jpg

伝熱に関する用語の整理.jpg

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